鐵路機(jī)械散卸硫磺系統(tǒng)

摘 要:通過(guò)對(duì)硫磺特性、運(yùn)輸特點(diǎn)、裝卸費(fèi)用及作業(yè)效率等方面進(jìn)行分析，改變裝卸運(yùn)輸方案，并增加設(shè)備投入及進(jìn)行設(shè)施改造，與原有裝卸方式進(jìn)行對(duì)比，最終確定并實(shí)施項(xiàng)目技改，獲得更好的經(jīng)濟(jì)性和作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞:硫磺裝卸運(yùn)輸費(fèi)用效率設(shè)備改造

中圖分類號(hào):TD173文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(b)-0104-02

1 引言

鐵路散狀貨物運(yùn)輸方式根據(jù)貨物的物理、化學(xué)性質(zhì)分為敞車(chē)運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸兩種方式，具體采用什么方式要結(jié)合鐵路貨運(yùn)規(guī)定、貨物特性、裝卸費(fèi)用、裝卸方式等進(jìn)行確定。

2009年以前，我國(guó)的硫磺幾乎靠進(jìn)口，從港口到使用單位通常采用袋裝運(yùn)輸方式，但其裝卸費(fèi)用及編織袋費(fèi)用很大。本文從幫助企業(yè)改變硫磺鐵路貨運(yùn)方式，提高裝卸效率，減少物流成本出發(fā)，對(duì)甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司從港口通過(guò)鐵路運(yùn)進(jìn)的硫磺裝卸方式及費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)卸料系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、選型，并通過(guò)該企業(yè)的技改實(shí)施，獲得了良好的綜合效果。

2 硫磺運(yùn)輸特點(diǎn)

硫磺屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，GB 13690-92將該其劃為第4.1類易燃固體。不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。有毒、對(duì)皮膚有弱刺激性、易燃，與鹵素、金屬粉末等接觸劇烈反應(yīng)。硫磺為不良導(dǎo)體，在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中易產(chǎn)生靜電荷，可導(dǎo)致硫塵起火。粉塵或蒸氣與空氣或氧化劑混合形成爆炸性混合物。相對(duì)密度為1.959(粉狀)、2.06(塊狀)，閃點(diǎn)=207.2℃，自燃點(diǎn)232.2℃，熔點(diǎn)119℃，沸點(diǎn)444.6℃，爆炸下限為2.8g/m3。

鐵路規(guī)定，硫磺散裝經(jīng)鐵路運(yùn)輸時(shí)，限在港口發(fā)往收貨人的專用線或?qū)Ｓ描F路上裝車(chē)，運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車(chē)輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。運(yùn)輸途中應(yīng)防曝曬、雨淋，防高溫。所以，鐵路運(yùn)輸硫磺只能采用袋裝或集裝箱運(yùn)輸?shù)让荛]方式。按鐵路部門(mén)的要求，2005年10月份以后，同一節(jié)車(chē)皮的集裝箱必須按箱門(mén)面對(duì)面放置。如果采用集裝箱運(yùn)輸袋裝硫磺，給袋裝硫磺卸車(chē)造成困難，因此，采用集裝箱散裝硫磺運(yùn)輸是最佳運(yùn)輸方式。

3 袋裝硫磺運(yùn)輸成本及計(jì)算

按生產(chǎn)最大需要量計(jì)算，甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司需消耗硫磺72萬(wàn)噸/年，每年按330個(gè)工作日計(jì)，則每天需要消耗硫磺2000噸(相當(dāng)于67個(gè)40英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的貯運(yùn)能力)。

該公司以前運(yùn)進(jìn)硫磺的方式為:在北海港對(duì)散裝硫磺進(jìn)行袋裝，人工上車(chē)(集裝箱)，運(yùn)到后人工卸車(chē)、去袋，再用裝載機(jī)運(yùn)進(jìn)硫磺庫(kù)。

(1)裝卸費(fèi)用計(jì)算:袋裝由碼頭負(fù)責(zé)，算入包裝袋費(fèi)用，2.5元/袋，每噸20條包裝袋。上車(chē)人工費(fèi)3.5元/噸，卸車(chē)去袋人工費(fèi)4元/噸，則:每噸裝卸(含包裝)費(fèi)用為57.5元/噸，每年裝卸72萬(wàn)噸硫磺需花費(fèi)41400000元。(2)裝卸效率:受集裝箱空間限制，每節(jié)集裝箱裝卸按4個(gè)人考慮，裝一節(jié)集裝箱(按30噸計(jì)算，實(shí)際不到30噸)需要3小時(shí)，72萬(wàn)噸需要288000個(gè)工時(shí)。卸車(chē)時(shí)速度稍快，但考慮到去袋工序，卸車(chē)時(shí)間仍然按288000個(gè)工時(shí)考慮。如此巨大的耗時(shí)，需要的裝車(chē)作業(yè)場(chǎng)地很大，實(shí)際操作中是很難實(shí)現(xiàn)的，而且在卸車(chē)時(shí)特別污染環(huán)境。

4 機(jī)械散卸硫磺方案

4.1 機(jī)械散卸硫磺選址及設(shè)備布置

針對(duì)該企業(yè)鐵路專用線現(xiàn)場(chǎng)情況，做了很多種方案對(duì)比(略)，從場(chǎng)地條件限制、空車(chē)皮倒運(yùn)、技改資金投入、作業(yè)效率、經(jīng)濟(jì)效益等方面綜合考慮，選擇在翻車(chē)機(jī)房邊上實(shí)施本方案，設(shè)備布置平面圖如圖1。

4.2 卸硫磺工藝流程

如平面圖所示，將門(mén)吊軌道鋪設(shè)在15道兩邊，料斗及翻轉(zhuǎn)臺(tái)1、2安裝在翻車(chē)機(jī)卸料皮帶上面的平臺(tái)上，門(mén)吊將集裝箱吊運(yùn)、定位至翻轉(zhuǎn)臺(tái)上，翻轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)傾翻約45°，大部分硫磺自流至料斗，料斗上裝有振動(dòng)裝置，保證料斗內(nèi)物料能順利、均勻的落入翻車(chē)機(jī)卸料皮帶，并轉(zhuǎn)運(yùn)至硫磺庫(kù)。

門(mén)吊交替將重集裝箱分別運(yùn)送至翻轉(zhuǎn)臺(tái)和將空集裝箱從翻轉(zhuǎn)臺(tái)上運(yùn)回車(chē)皮，空車(chē)皮通過(guò)撥車(chē)機(jī)逐節(jié)運(yùn)至牽扯臺(tái)上，再通過(guò)推車(chē)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至16道編組、裝貨。待重集裝箱不在門(mén)吊工作范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)撥車(chē)機(jī)將后續(xù)整列車(chē)皮移位至門(mén)吊工作范圍。

因門(mén)吊的工作效率比翻轉(zhuǎn)臺(tái)卸料、清掃的效率高，故配置兩臺(tái)翻轉(zhuǎn)臺(tái)，這樣還可以解決因其中一臺(tái)翻轉(zhuǎn)臺(tái)故障而影響系統(tǒng)停車(chē)的問(wèn)題。

由于卸料后的空集裝箱還要用于磷肥的裝運(yùn)，要求集裝箱必須干凈。但集裝箱內(nèi)部不是平滑的，翻轉(zhuǎn)臺(tái)在卸料過(guò)程中不可能做到這一點(diǎn)，所以，積留在集裝箱里面的極少數(shù)硫磺必須通過(guò)人工清掃。

該企業(yè)原有翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)包括撥車(chē)機(jī)、遷車(chē)臺(tái)、推車(chē)機(jī)等是用于卸高邊車(chē)，不能卸集裝箱，能力富余，本方案充分利用了原有翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)的功用和配套設(shè)施。

4.3 設(shè)備簡(jiǎn)述

(1)門(mén)吊。門(mén)吊起升高度為12m，跨度為8m，單邊懸臂，有效懸挑3.5m，大車(chē)運(yùn)行速度為40.2m/min，起吊重量為35t(不含吊具)。起升電機(jī)37kW，2臺(tái);大車(chē)電機(jī)15kW，2臺(tái);小車(chē)電機(jī)5.5kW，2臺(tái)。門(mén)吊采用40英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱專用吊具，吊具四角分別有一個(gè)與集裝箱四角定位孔配套的定位、鎖緊機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖緊和松開(kāi)。吊具還可以通過(guò)螺桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)水平微轉(zhuǎn)，垂直方向通過(guò)門(mén)吊雙起升裝置適當(dāng)調(diào)整水平度。(2)翻轉(zhuǎn)臺(tái)。該翻轉(zhuǎn)臺(tái)是專用設(shè)計(jì)，利用液壓原理實(shí)現(xiàn)臺(tái)面傾翻，最大傾翻角度根據(jù)物料性質(zhì)及配套設(shè)施的高度設(shè)計(jì)。(3)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)改造:翻車(chē)機(jī)兩端環(huán)改造:原有翻車(chē)機(jī)是為翻卸C64系列敞車(chē)設(shè)計(jì)的，能翻卸的最高鐵路敞車(chē)為3293mm，而集裝箱與平板車(chē)的總高(3850mm)遠(yuǎn)大于此值。翻車(chē)機(jī)C形端環(huán)開(kāi)口側(cè)上部工字梁內(nèi)板擋住集裝箱右上角，使集裝箱無(wú)法通過(guò)翻車(chē)機(jī)，因此需對(duì)兩端環(huán)的這部分工字梁內(nèi)板進(jìn)行技術(shù)改造(其他部位不需改動(dòng))，具體改造由原生產(chǎn)廠家進(jìn)行設(shè)計(jì)更改和強(qiáng)度校核。遷車(chē)臺(tái)改造:原有遷車(chē)臺(tái)也是為遷移C64型敞車(chē)設(shè)計(jì)的，其縱向長(zhǎng)度只有14.2m，而現(xiàn)運(yùn)輸集裝箱的X6B、X17BT系列鐵路平車(chē)的自長(zhǎng)15.4m，加上換長(zhǎng)1.5m，其總長(zhǎng)達(dá)16.9m。遷車(chē)臺(tái)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行夾緊及遷移，需進(jìn)行以下改造:①拆除原有的遷車(chē)臺(tái)及空車(chē)推車(chē)機(jī)操作控制室;②將遷車(chē)臺(tái)運(yùn)行電纜托架外移1m;③增加一套夾輪器。空車(chē)推車(chē)機(jī)改造:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，移動(dòng)空車(chē)推車(chē)機(jī)運(yùn)行控制探頭，將空車(chē)推車(chē)機(jī)運(yùn)行到極限位置，即能滿足對(duì)鐵路集裝箱平板車(chē)的推移要求。

4.4 投資及運(yùn)行、效率計(jì)算

4.4.1 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)及考證:

港口散裝集裝箱，120t/h，裝車(chē)費(fèi)300元/h，72萬(wàn)t耗時(shí)6000h，裝車(chē)費(fèi)180萬(wàn)元;卸散裝集裝箱，平均卸一節(jié)車(chē)皮(60t)的時(shí)間為22min，24h卸硫磺3900t，72萬(wàn)t需耗時(shí)4430h。

4.4.2 投資費(fèi)用估算:219萬(wàn)元，其中:

(1)門(mén)吊:132萬(wàn)元，其中:軌道鋪設(shè)20萬(wàn)元、料斗制安10萬(wàn)元、翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)改造5萬(wàn)元、翻轉(zhuǎn)臺(tái)及安裝(2臺(tái))52萬(wàn)元。

(2)年運(yùn)行費(fèi)用(不計(jì)折舊費(fèi))估算:52萬(wàn)元

①門(mén)吊:R=(2 h1 p1+2 h2 p2×2 h3 p3)×s卸72萬(wàn)噸總耗時(shí)h=720000×24/3900=4430(小時(shí))，其中:2臺(tái)起升電機(jī)、2臺(tái)大車(chē)電機(jī)、2臺(tái)小車(chē)電機(jī)在整個(gè)過(guò)程中運(yùn)行的時(shí)間比例為1/4、1/4、1/2，即耗時(shí)分別為1107小時(shí)、2214小時(shí)、1107小時(shí)。電機(jī)功率p1=37kw，p2=15kw，p3=5.5kw;電費(fèi)單價(jià)s=0.4元/千瓦時(shí)。則R=(2×1107×37+2×2214×15+2×1107×5.5)×0.4=64200(元)。計(jì)入維修費(fèi)用，年運(yùn)行費(fèi)用約11.5萬(wàn)元。②翻轉(zhuǎn)臺(tái):15kW×600h×0.4元/kW·小時(shí)=3600元;計(jì)入維修費(fèi)用，年運(yùn)行費(fèi)用約2.5萬(wàn)元。③牽車(chē)機(jī)、撥車(chē)機(jī)、推車(chē)機(jī):撥車(chē)機(jī)(0.6m/s)電機(jī)，3×56kW，年總耗時(shí)200h;遷車(chē)臺(tái)電機(jī)，2×7kW，耗時(shí)200h;推車(chē)機(jī)電機(jī)，3×45kW，耗時(shí)200h;電費(fèi)單價(jià)s=0.4元/千瓦時(shí)。則R=(3×200×56+2×200×7+3×200×45)×0.4=25360(元)。計(jì)入維修費(fèi)用(按設(shè)備購(gòu)進(jìn)價(jià)格的4%計(jì)算)，年運(yùn)行費(fèi)用約13萬(wàn)元。(4)人工工資:24萬(wàn)元

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)前面對(duì)比，見(jiàn)表1。

從表1可以看出，通過(guò)優(yōu)化方案，雖然增加了一次性投資，但大大提高了作業(yè)效率，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，改善環(huán)境，大大節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。